Películas delgadas y multicapas epitaxiales de cupratos superconductores.

En este proyecto nos proponemos estudiar capas finas de materiales de estructura perovskita, principalmente superconductores o estructuras de multicapas que involucren superconductores. La primera parte de la ejecución del proyecto consiste en montar y poner en funcionamiento un laboratorio de preparación de películas delgadas por deposición de láser pulsado (PLD). El método de deposición por ablación láser consiste en focalizar, dentro de una cámara de vacío, el haz de luz ultravioleta de un láser pulsado sobre una diana de material sólido policristalino del material que se desea depositar. Este último es vaporizado en una “pluma” de plasma que se expande adiabáticamente hasta alcanzar el sustrato en donde condensa produciendo la fase sólida deseada. En general se usan sustratos monocristalinos orientados, de manera a favorecer un crecimiento epitaxial orientado del compuesto deseado obteniendo así una película monocristalina. Se fabricarán muestras de superconductores de la famila YPr-123 así como de otras familias de perovskitas superconductoras. Luego se estudiarán fenómenos asociados a la superconductividad en multicapas tanto formadas de películas delgadas de superconductores como de superconductores con otros materiales no superconductores (ferromagnéticos o ferroeléctricos). La motivación a largo plazo del proyecto es la investigación de los mecanismos, aún ignorados, de la superconductividad de altas temperaturas en los cupratos perovskitas. A más corto plazo y de manera más específica, la pregunta a la que pretende dar respuesta el proyecto es si las diferencias en las propiedades superconductoras del compuesto PBCO según el método de preparación dependen, y de que manera, del desorden de substitución, de diferencias estructurales a nivel nanoscópico o de alteraciones más sutiles de la estructura de bandas. En complemento a la misma línea de investigación, cabe la pregunta de cómo influyen las deformaciones elásticas de la red en las propiedades superconductoras del compuesto PBCO. Para esto último, la posibilidad de crecer capas finas monocristalinas orientadas y sometidas a tensiones epitaxiales controladas es esencial. Uno de los principales beneficios esperados del proyecto, es dejar en funcionamiento un laboratorio de películas delgadas en la Universidad de la República así como recursos humanos formados en esa área. En dicho laboratorio se podrán fabricar películas delgadas y multicapas tanto de los materiales que se proponen en este proyecto como otros de interés de nuestro grupo de investigación y de otros grupos de la Universidad (por ejemplo: ferroeléctricos, semiconductores, magnéticos, etc.). De un punto de vista más académico se espera obtener, mediante la generación de datos experimentales exhaustivos sobre correlaciones entre las propiedades físicas de los materiales estudiados, pautas para la comprensión teórica del mecanismo de apareamiento en los cupratos superconductores.